基于DMAIC方法的瓶頸設備績效提升管理

劉勝蘭 何翠強

【作者簡介】劉勝蘭（1985-），女，湖南株洲人，研究方向：企業(yè)管理。

【摘? 要】論文從改善瓶頸設備績效的重要意義出發(fā)，通過運用DMAIC方法，對金屬切削類的瓶頸設備的各類停機時間進行收集，進而分析影響設備有效利用率的主要原因，最終提出改善企業(yè)瓶頸設備績效的建議和措施。

【關(guān)鍵詞】瓶頸設備；績效（有效利用率）；金屬切削；原因；措施

【中圖分類號】F273.4；F426? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2024）03-0118-03

1 引言

當前，我國經(jīng)濟高速發(fā)展，已成為世界經(jīng)濟快速發(fā)展的“驅(qū)動軸”。受疫情等因素影響，2020年我國成為全球唯一實現(xiàn)經(jīng)濟正增長的主要經(jīng)濟體。現(xiàn)階段，我國已經(jīng)建立世界最完備的工業(yè)體系，科技實力不斷增強，生產(chǎn)設備也逐漸向高速化、大型化、復雜化方向發(fā)展，這對企業(yè)的管理提出了更為嚴格的要求。與設備相關(guān)的數(shù)據(jù)信息越來越多、越來越復雜，企業(yè)管理層對設備管理數(shù)據(jù)分析的時效性和準確性提出了更高的要求。瓶頸設備對企業(yè)生產(chǎn)至關(guān)重要，瓶頸設備承擔著許多生產(chǎn)任務，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)發(fā)揮著保障性和決定性的作用，同時，企業(yè)對瓶頸設備的使用效率提出了更高的目標和要求，因此，提高瓶頸設備的使用效率已成為企業(yè)設備管理的一項重要工作。最大限度地利用現(xiàn)有生產(chǎn)資源，將生產(chǎn)設備管理好，著重提高瓶頸設備的績效，對企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營起著決定性的作用，對促進企業(yè)實現(xiàn)提質(zhì)增效、落實成本工程、增強競爭力等也具有十分重要的意義。

2 改善企業(yè)瓶頸設備績效的意義

第一，改善瓶頸設備績效有利于提升企業(yè)的經(jīng)濟效益。首先，從實際來看，瓶頸設備對整個企業(yè)的生產(chǎn)起著保障性和決定性的作用。瓶頸設備有效利用率的提高必須建立在對瓶頸設備的日常維護的基礎上，加強瓶頸設備日常的TPM維護，從而延長設備的使用年限，降低設備的損壞率與閑置率。同時，因為瓶頸設備自身就是企業(yè)非常重要的固定資產(chǎn)與資源，所以改善瓶頸設備績效可以在加強設備的日常維護和提高設備有效利用率上下功夫，進而促進企業(yè)整體效益的提升。其次，對于企業(yè)尤其是生產(chǎn)制造型企業(yè)而言，技術(shù)質(zhì)量水準的高低直接決定了其生產(chǎn)效率的高低。通過加強技術(shù)、質(zhì)量和人力等方面的管理，引入先進的工藝、檢驗、信息化等技術(shù)，可以改善設備績效，從而大幅提升生產(chǎn)效率。最后，改善設備績效必須加強對設備的管理。加強設備的管理有利于盡早發(fā)現(xiàn)與預防設備的隱患故障，減少因為設備問題引起的安全事故，確保企業(yè)生產(chǎn)平穩(wěn)、高效地進行[1]。

第二，改善瓶頸設備績效有利于提高企業(yè)的管理水平。從企業(yè)內(nèi)部來看，企業(yè)管理本身就是目標驅(qū)動之下資源合理配置與使用的過程，設備績效的提升通常會牽涉生產(chǎn)管理、技術(shù)和質(zhì)量管理、設備維保管理、信息化管理及人力資源管理等其他環(huán)節(jié)的共同努力。所以，設備績效的改進也能夠促進企業(yè)整體的內(nèi)部管理的改進。

3 研究內(nèi)容和方法

DMAIC方法是一種數(shù)據(jù)驅(qū)動的改進改善方法，其包含5個階段（見圖1）。本文基于DMAIC方法對瓶頸設備展開研究，具體過程如下：定義：表述對整個任務的理解，總結(jié)出此項工作的目的，包括統(tǒng)一思想、點明思想誤區(qū)、確定工作的最終目標；測量：針對瓶頸設備的停機時間進行數(shù)據(jù)的收集和整理，確定關(guān)鍵因素，完成問題的聚焦；分析：展開分析，從關(guān)鍵原因著手，找出改善的空間，對癥下藥，消除或減少影響績效的因素，并為改進階段提供洞察；改進：提出改善措施，明確改善計劃和目標；控制：推廣和固化成果，確保改進后流程順暢，維護改進成果。

圖1? DMAIC方法的具體過程

影響設備績效的因素很多，包括人、機、料、法、環(huán)、測等各類因素，但具體至不同設備、不同時間段，亦呈現(xiàn)出不同的突出要因。本論文以金屬切削類的瓶頸設備績效為主要研究內(nèi)容，分析影響設備時間開動率的主要問題及原因，不斷采取措施加以改進，減少瓶頸設備各種非計劃停機時間，從而提高瓶頸設備的有效利用率，達到改善瓶頸設備績效的目的，最終幫助企業(yè)按質(zhì)按量完成生產(chǎn)任務（見圖2），實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)營目標[2]。

圖2? DMAIC方法達到的最終效果

4 瓶頸設備績效情況

4.1 瓶頸設備的停機時間

本文對某航空發(fā)動機制造企業(yè)瓶頸設備某月份的停機時間進行數(shù)據(jù)收集和分析。各類停機時間占總停機時間的比重如表1所示。

表1? 各類停機時間占總停機時間的比重

4.2 影響瓶頸設備有效利用率的問題和原因分析

第一，加工工藝等待時間長。其主要體現(xiàn)在技術(shù)準備、加工工藝問題影響零件流動速度，工裝調(diào)試換型時間長。部分瓶頸設備加工零件型號較多，且零件易變形，對尺寸的要求高，換型頻繁，導致設備停機等待時間長。加之生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的技術(shù)、質(zhì)量方面的問題，設備需要停機等待工藝程序的調(diào)整才能進行下一項生產(chǎn)任務。

第二，計量/檢驗時間長。特別是復雜大型零件，編程的時間長造成計量排隊，導致設備停機等待。檢驗采用首件檢驗，需要額外指定人員專檢，且檢驗全要素，人力成本高，易出現(xiàn)自檢自分不到位的情況。同時，工藝細化程度不足，自檢自分記錄不夠全面，成品檢驗工序大部分情況下依靠檢驗員全部檢查，檢驗檢測效率低。

第三，生產(chǎn)欠均衡，造成設備任務等待。工序報工的及時性和準確性不高，對MES數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析不及時，班產(chǎn)量數(shù)據(jù)未能進行迭代更新，導致排產(chǎn)計劃準確性不高，生產(chǎn)任務上工序與下工序銜接不上，造成生產(chǎn)任務的等待[3]。

第四，設備發(fā)生故障，造成設備停機等待故障修復。部分瓶頸設備由于制造生產(chǎn)任務飽滿，導致企業(yè)針對設備的TPM維護保養(yǎng)不及時，未能預留充足的時間進行設備的維護保養(yǎng)，設備長時間高負荷運轉(zhuǎn)，為設備故障停機帶來較大的隱患。同時，部分金屬切削類瓶頸設備由于是進口設備，維護維修受制于廠家，維修難、耗時長、成本高。備件采購周期較長（國外備件采購需3個月左右的時間），部分備件因國外廠家被收購或破產(chǎn)，采購困難，導致設備故障不能立即修復，設備故障停機時間較長。

第五，勞動效率與人員管理方面的原因。一方面，瓶頸設備操作人員配置不足，無法充分發(fā)揮設備性能；另一方面，多能工培訓時間長，培養(yǎng)進展較慢，部分瓶頸設備受人員配置影響無法組織全天24小時制生產(chǎn)，因而無法短時間內(nèi)促進設備利用率的提升。

5 改善瓶頸設備績效的建議和措施

針對影響瓶頸設備有效利用率的問題和原因，本文采取以下措施改善和提升瓶頸設備的績效。

5.1 改善設備管理的理念和模式

隨著我國經(jīng)濟水平的不斷提升與社會的進步，在設備管理的過程中，企業(yè)要結(jié)合自身發(fā)展需求，運用科學有效的方式建立企業(yè)設備管理的新模式。設備管理應該與企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略保持一致，依據(jù)企業(yè)發(fā)展目標和生產(chǎn)任務訂單制定設備利用率的目標和計劃，讓設備利用率管理工作更好地服務于企業(yè)生產(chǎn)及發(fā)展，而非受傳統(tǒng)觀念影響，盲目認為設備利用率越高越好。

第一，通過對瓶頸設備生產(chǎn)交付、設備本身利用情況進行分析，計算所有數(shù)控工序的純切削時間，結(jié)合瓶頸設備生產(chǎn)任務，依據(jù)現(xiàn)有的生產(chǎn)資源和各種物質(zhì)條件，推導出設備完成生產(chǎn)任務所需的理論利用率，確定好設備績效（有效利用率）提升目標值[4]。

第二，組建提效團隊，系統(tǒng)策劃。確定好設備績效（有效利用率）提升目標后，分專業(yè)組建瓶頸設備提效專業(yè)組，每組分別制定各自的目標和里程碑計劃，形成合力、共同推進。例如，生產(chǎn)管理小組制定瓶頸設備績效改進工作計劃（見表2）。

5.2 減少設備的非計劃停機時間

第一，合理計劃排產(chǎn)，減少設備等待。一方面，企業(yè)要強化工序報工的及時性和準確性，結(jié)合工藝改進和質(zhì)量提升，不斷修正信息化系統(tǒng)（如MES）中的基礎數(shù)據(jù)，為班產(chǎn)量的迭代更新提供客觀真實的數(shù)據(jù)支撐，形成科學的班產(chǎn)量清單，并依據(jù)工藝技術(shù)的改進不斷修訂完善班產(chǎn)量；另一方面，建立基于瓶頸條件下的排產(chǎn)計劃，在瓶頸點設置待加工品“超市”（合理的在制品），確保瓶頸設備的充分利用，減少因生產(chǎn)波動造成的瓶頸問題。

第二，提高計量、理化與檢驗效率，減少設備等待時間。一是對計量程序進行優(yōu)化并歸檔，制作電子報告單；二是做好零件的預編程，減少等待時間；三是申請一批數(shù)字化檢驗檢測工具及綜合測具，對效率低下、準確率不高、無法測量的檢驗檢測項目開展數(shù)字化檢驗、在線監(jiān)測、在線控制等，提高檢驗檢測效率[5]。

第三，全面構(gòu)建“以保為主”的利益共享、風險共擔的責任考評機制，減少設備故障與維修時間，全面提高設備完好率。同時，隨時做好瓶頸設備的現(xiàn)場保障工作，瓶頸設備出現(xiàn)故障及時維修；組織制定瓶頸設備的保障預案，制定臨時故障及時修復的管理辦法，適時組織設備修復疑難問題的攻關(guān)，隨時做好設備的現(xiàn)場保障工作，確保關(guān)鍵設備的完好性。

5.3 做好工藝改進和優(yōu)化

第一，提高工藝技術(shù)水平。企業(yè)主管工藝技術(shù)的單位/部門組織各生產(chǎn)中心梳理出瓶頸設備在生產(chǎn)過程中存在的問題，組織攻關(guān)和數(shù)控提效。同時，利用工藝試驗與仿真技術(shù)，減少工藝參數(shù)摸索及反復驗證造成的時間浪費，縮短工藝準備和加工調(diào)試的時間。

第二，修改完善加工工藝。一方面，清查工裝配備情況，補齊缺少的工裝，優(yōu)化設計不合理的工裝；另一方面，通過固化數(shù)控工序刀具及刀具使用壽命，確保數(shù)控加工工藝的穩(wěn)定性，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少刀具準備時間。

5.4 強化設備信息化建設和管控

第一，確保瓶頸設備相關(guān)數(shù)據(jù)的信息化采集系統(tǒng)正常運行，保障設備利用率數(shù)據(jù)的順利采集，逐步實現(xiàn)對瓶頸設備開動、故障、停機等情況的實時監(jiān)控；第二，生產(chǎn)線在數(shù)控程序需求方面做好與相關(guān)信息化部門/科室的信息對接，在工裝準備的同時，確保將數(shù)控程序代碼下發(fā)到機床和操作者，杜絕零件在機床上等待程序的情況。

5.5 抓實勞動效率和人員管理

第一，重點解決部分瓶頸設備有效操作時間不足、加班效率低的問題，確保瓶頸設備的勞動效率；第二，對瓶頸設備的人力配備情況進行梳理評估，預先選拔、及時補充優(yōu)秀人員充實到關(guān)鍵瓶頸崗位，同時，考慮同型設備人員的交叉培訓，在盡量不增加人數(shù)的前提下逐步實現(xiàn)一人多機，針對關(guān)鍵瓶頸設備完善“三班制”；第三，加強工藝員數(shù)控程序編制水平提升工作，針對年輕工藝員有計劃地開展程序編制、零件檢測培訓，并注重以理論結(jié)合實際的方式開展相關(guān)培訓工作，提高程序編制和檢測技術(shù)水平。

6 結(jié)語

對于設備績效的改善，其目的是取得最佳的設備投資效果，發(fā)揮出設備的最大效益，促進生產(chǎn)的正常運行和企業(yè)的順利發(fā)展。影響瓶頸設備有效利用率的因素有很多，涉及人、機、料、法、環(huán)、測等方面，需從生產(chǎn)排程、工藝技術(shù)、質(zhì)量、計量、檢驗、設備維保、信息和人力保障等多方面全面進行改進和提升，不斷開拓創(chuàng)新，借助當前的工藝技術(shù)水平、人力為我所用，充分提高瓶頸設備的有效利用率，只有這樣才能真正改善瓶頸設備的績效，發(fā)揮瓶頸設備的最大效益，為保障企業(yè)科研生產(chǎn)任務的圓滿完成和平穩(wěn)、快速發(fā)展打下堅實的基礎。

【參考文獻】

【1】李永安.國有企業(yè)設備管理的不足及改進措施[J].低碳世界，2016（13）：248-249.

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【3】朱霞，蔣晴倩.信息化背景下的高校大型實驗設備績效評價研究[J].中國市場，2019（27）：101-102.

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【5】侯殿龍.外星輪生產(chǎn)線設備管理評價指標體系與績效評價研究[D].長春：吉林大學，2019.